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Wissen & Umwelt

Was wäre, wenn es zur Kernschmelze käme?

Im japanischen Atomkraftwerk Fukushima droht ein nuklearer Supergau: Bei einer Kernschmelze könnten große Mengen an radiaktivem Material in die Umwelt gelangen.

Radioaktive Brennstäbe (Foto: picture-alliance/dpa)

Radioaktive Brennstäbe

Das japanische Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi ist ein Siedewasserreaktor. Brennstäbe im Reaktor produzieren durch Kernspaltung Hitze. Damit wird Wasser erhitzt und durch eine Turbine geleitet, die dann Strom erzeugt. Das abgekühlte Wasser wird wieder in den Reaktor zurückgepumpt und dort erneut aufgeheizt.

Das Innere eines solchen Reaktors besteht aus langen Rohren, in denen Brennstäbe eingelagert sind. In den Brennstäben befindet sich angereichertes Uran. Wenn Uran radioaktiv zerfällt, werden große Energiemengen frei, die das umgebende Wasser aufheizen. Gleichzeitig werden energiereiche Neutronen abgegeben, die in den benachbarten Brennstäben weitere Kernreaktionen auslösen.

Bei einem Abschalten des Atomkraftwerks kühlt der Reaktor zwar ab, allerdings nicht schnell genug. Mit Strom muss über Pumpen der Wasserkreislauf in Gang gehalten werden, um das System weiter herunterzukühlen.

Bei Stromausfall wird die Lage kritisch. Druck und Temperatur im Reaktor steigen weiter an. Wenn es nicht gelingt, diesen Prozess aufzuhalten, können Druck und Hitze die Hülle der Brennstäbe beschädigen oder sogar ganz zerstören.

In diesem Stadium gelangt der Inhalt der Brennstäbe, das Uran und seine Spaltprodukte, wie zum Beispiel Cäsium in den Reaktor und sinken zu Boden. Dort kommt es zu unkontrollierten Kettenreaktionen. Am Ende kann der gesamte Reaktor explodieren, ähnlich wie vor fast 25 Jahren in Tschernobyl. Dieses Stadium nennt man GAU - den größten anzunehmenden Unfall. Die gesamten radioaktiven Zerfallsprodukte gelangen explosionsartig in die Atmosphäre.

In Fukushima war der Sicherheitskreislauf durch Stromausfall nach dem Erdbeben gestört. Auch die zweite Sicherheitsstufe, die Dieselgeneratoren, fielen aus. Die Kühlung konnte nur noch über elektrische Batterien in Gang gehalten werden. Die Leistung dieser Batterien ist allerdings zeitlich begrenzt.

Im Reaktor stieg die Temperatur des umgebenden Wassers. Durch Verdampfung erhöhte sich der Druck. Um eine Explosion zu verhindern, wurde zunächst versucht, den leicht radioaktiven Wasserdampf über ein Ventil nach außen abzulassen.

Autorin: Sybille Golte-Schröder
Redaktion: Judith Hartl